Ti,Mn,Fe掺杂的GaN纳米管的电子结构及磁学性质

采用基于自旋极化密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)研究了3d过渡金属(TM=Ti,Mn,Fe)掺杂的zigzag型单壁GaN纳米管的电子结构及磁学性质.结果表明,Ti,Mn掺杂的GaN纳米管呈现反铁磁性,而Fe掺杂的单壁GaN纳米管则表现出铁磁性.同时从态密度的分析可以看出,过渡金属的3d电子与跟它最近邻的N原子的2p电子具有强烈的杂化作用,这是体系具有磁性的原因.     

典型轴手性D分子F被H取代的衍生物结构特性的理论研究

使用密度泛函理论的b3lyp方法,在b3lyp/6-31+g(d,p)理论水平上对D分子手性对映体D1的F被H取代的几种衍生物结构、红外振动频率、分子前线轨道进行了理论研究.结果表明:它们的解离产物及手型转变机制会不同;三种衍生物分子的HOMO和LUMO轨道,主要来源于骨架C原子p电子的贡献,F原子的p电子和手性C原子所在环上的H的s电子对前线分子轨道有很小的贡献.     

La_(1-x)Ca_xMnO_3的电子结构与磁有序研究

采用DV-Xa分子轨道法计算了不同掺杂浓度的立方结构钙钛矿La_(1-x)Ca_xMnO_3体系的电子结构,分析了体系磁电特性随钙浓度变化的特征.结果表明:自旋相关的锰3d—氧2p轨道杂化出现在整个体系中.未掺杂体系具有金属型导电性,费米能级处多数自旋子带的态密度高于少数子带.随着掺杂浓度的提高,体系发生金属-半金属相变.与此同时,锰离子磁矩单调降低,与3d带自旋交换劈裂的变化规律一致.掺杂的钙提高了锰3d和氧2p电子波函数的交迭,加强了Mn-O-Mn超交换作用,使CaMnO3呈现G型反铁磁态.LaMnO_3中锰3d和氧2p波函数的交迭最弱,呈铁磁有序.     

5d过渡金属二氮化物的第一性原理研究

基于密度泛函理论平面波赝势的第一性原理方法,对5d过渡金属TM(包含Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au元素)二氮化物TMN2的晶格常数、电子结构和力学性能进行了计算。计算结果表明,5d周期纯金属中Os具有最大的体弹性模量和剪切模量;构成的二氮化物中PtN2具有较高的体弹性模量和稳定结构,是可能的超硬材料;态密度分析表明,过渡金属原子的5d轨道与氮原子的2p轨道之间发生了强烈的杂化现象,二者之间形成了共价键。     

Ge_(12) TM团簇的几何结构和电子特性的研究

基于全电子的密度泛函理论对Ge_(12)TM(TM=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)团簇基态结构和电子性质进行了系统地研究,分析和讨论了基态结构的稳定性、电子特性及磁特性。研究结果表明:随着3d过渡金属原子序数的增加,过渡金属原子趋于占据Ge_(12)笼的中心位置;计算得到了Ge_(12)Mn团簇的新的稳态构型;Ge_(12)Ni相对于其他原子掺杂的团簇具有较强的结构稳定性;在磁性方面,Ti,Cr,Fe,Ni,Zn发生了自旋磁矩的淬灭,自旋磁矩变为零,Sc,V,Mn,Co,Cu原子仍具有磁性,其中Mn原子的磁性最强,约为2μB,这些原子相对应的团簇的自旋磁矩都相同皆为1μB。     

碱金属原子对CO分子吸附性能影响的机理研究进展

<正>碱金属原子作为催化反应助剂,广泛应用于CO、N2和NO等分子的解离和氧化反应中,其对CO等分子吸附能、解析过程和催化反应速率等有显著的影响.长期以来人们一直认为碱金属原子与CO分子间主要是局域短程相互作用.最近,结合吸附物碱金属原子与CO分子间距d大小给出:(1)当d≈3 nm,碱金属原子与CO分子间属于轨道直接杂化短程相互作用;(2)当d≈4 nm,二者间属于短程静电相互作用;(3)以     

分子整流器件整流原理分析

本文以电荷守恒定律为基础，讨论了由四氰基对二次甲基苯醌（TCNQ）和四硫代富瓦稀（TTF）为主体的分子器件的通导机理；采有量子化学自洽场计算方法，计算了它们的中性分子对和正负离子对的能量以及电子结构；并在此基础上讨论了该分子器件的整流原理及筛选 于制作分子整流器件的分子的条件。     

UC分子结构与势能函数

在U原子的相对论有效原子实势近似、C原子6-311G*全电子基函数下，用密度泛函B3LYP方法研究了UC分子基态和低激发态的结构与势能函数，导出了分子的力常数和光谱数据。结果表明，UC分子的基态电子状态为X^5∑，离解能2．1508eV。     

La和Ni氢化反应热力学函数

在La和Ni原子相对论有效原子实势和基函数SDD下,使用密度泛函理论B3LYP方法计算得到LaH2和NiH2分子的结构、光谱数据、内能E、熵S等性质.计算固体LaH2和NiH2的E和S时,近似以气体分子的电子能和振动能代替固体分子的E,用电子熵和振动熵代替固体分子的S.在此近似下,计算了不同温度下La和Ni金属原子与氢气反应的热力学函数,得到La氢化反应温度与平衡压力的关系式.     

外电场作用下SH2分子特性研究

在不同理论水平优化得到SH2分子的基态稳定构型,通过基态能量比较,选取密度泛函B3P86方法和6-311++g(3df,3pd)基组对SH2在不同外电场下分子基态的稳定电子结构进行计算,研究了外电场对SH2分子基态总能量、键长、键角、偶极矩、能级分布、能隙、电荷分布的影响.结果表明,随着Z方向外电场的增加,键角、偶极矩和H原子电荷递增,总能量、能隙和S原子电荷递减.分子键长随着Z方向外电场绝对值的增加而增加.     

用第一性原理研究AlCu_2Ti晶体的电子结构(英文)

用广义梯度近似密度泛函和全势能线性缀加平面波方法,研究了AlCu2Ti的电子结构.结果表明,总的态密度不仅依赖于过渡金属的位置,而且过渡金属的dDOS在价电子的杂化中起着关键作用.铝的3s态被排斥远离费米能级,铝的3p态比d态更扩展.总的态密度由铝的3p态调节,并且在电子间的相互作用中,铝的3p态比d态更敏感.特别地,AlCu2Ti表现出较平的DOS和弱的金属性.     

含茂金属的金属有机TCNQ电荷转移盐

本文对ＴＣＮＱ与含茂环或芳环的金属有机配合物形成的电荷转移盐的合成、分子结构、光谱、磁学性质和电导率进行了评述。     

Adlayer structure of TCNQ molecules on Cu(111): Anin situ STM study

In situ electrochemical scanning tunneling microscopy (STM) was employed to examine tetracyano- quinodimethane (TCNQ) layer adsorbed on Cu(111) electrode surface in 0.1 mol/L HClO₄ solution. The TCNQ molecules are found to form highly-ordered long range adlayer with a (4×4) symmetry. Each TCNQ molecule is adsorbed on Cu(111) surface in flat-lying orientation. The molecules are preferentially aligned with their long axes in the [121] direction. A structural model is proposed for the adlayer.     

TM_nCOT(n+1)层状团簇的结构及其电磁性质

应用密度泛函理论研究了TM-COT(TM:Ti,Zr,Hf;cyclooctatetraene,COT,环辛四烯)层状团簇(TMnCOTn+1,n=1～3),发现这些团簇具有很好的热力学稳定性;团簇的HOMO-LUMO能隙呈现奇偶交替变化的趋势,且TM2COT3团簇的HOMO-LUMO能隙最大,暗示这种团簇的电子结构最稳定.计算得到TMCOT2团簇的结合能最大,除了TiCOT的磁矩为2μB以外,其他所有团簇的磁矩均为0,尤其重要的是,它们的自旋稳定性要比EunCOTn+1好.     

基于MTL法的平面波穿透墙体传输特性研究

在现有模式传输线(MTL)法的基础上,提出更为一般化的墙体建模模型,并讨论了横磁波(TM)模式下墙体对电磁波透射系数和反射系数的影响,最后结合逼近法对钢筋混凝土墙体结构进行了分析和仿真.理论分析和仿真结果表明,所提出的基于MTL法的一般化墙体建模正确有效.     

X掺杂团簇Bn+1(n=1~11; X=Be, Mn)的密度泛函研究

本文利用密度泛函理论对BnX(n=1~11; X=B, Be, Mn)基态结构、稳定性、电子构型与磁性开展了系统研究. 结果表明: 团簇BnX( n=5~11; X=Be, Mn)中的X原子均位于高配位,BnBe的基态构型为多重度为1或2的低重态;团簇BnX的平均结合能均随尺寸的增大而逐渐增大,n取值相同时,Bn+1团簇的平均结合能最高. HOMO-LOMO能隙结果表明, 掺杂铍原子、锰原子有利于提高纯硼团簇的化学活性;团簇BnBe中的Be原子是电荷的受体,团簇BnMn中Mn原子轨道电子表现出显著的spd杂化;团簇BnX (X=B,Be)中的开壳层结构磁矩主要由2p轨道贡献. 团簇BnMn均为开壳层结构,总磁矩主要由Mn3d轨道贡献. 随着团簇BnMn尺寸的增大,Mn原子的配位数增大,B-Mn平均键长增大,Mn3d轨道磁矩减小而导致团簇的总磁矩减小.     

分子间相互作用对芳杂环聚合物PBO光谱性能影响的理论研究

采用量子化学计算方法AM1-ZINDO/CI对芳杂环聚合物PBO的光物理性能进行研究。结果表明:PBO分子链共轭平面结构间的面面相互作用,影响到前沿分子轨道的电子跃迁方式,从而导致聚集态电子光谱相对于理论单分子链存在红移现象。由含3个单元的PBO聚集态分子模型模拟计算显示,PBO分子链共轭平面结构间的面面相互作用使得电子光谱最大吸收峰由383.06 nm红移至407.19 nm。结合同系线性规律,推导出PBO聚合物聚集态的电子光谱最大吸收峰为425.33 nm,从本征结构上解释了PBO聚集态电子光谱的光谱性质。     

新型氧分子O4的理论计算研究

基于密度泛函理论的“自由团簇计算法”计算了实验上发现的新型氧分子O4的电子结构.计算了2种可能的空间结构——正方形和正四面体,分别得到了这2种结构的中性分子O4,正一价分子O 4和负一价分子O-4的基态电子结构,并根据能量最低原则确定了各自的结构参数,从而得到了O4分子2种结构的基态总能量、一价电离能及电子亲合势能.与氧原子、普通氧分子O2和臭氧分子O3的计算结果比较,显示O4分子可以以正方形结构或正四面体结构形式存在,其中正方形结构更有可能是O4分子的真实空间结构.     

笼型Li6Si5团簇的结构和储氢性能研究

利用密度泛函M06方法,在6-311+G(d, p)基组水平上对Si_5和Li修饰的Si_5团簇的几何结构和电子性质及储氢性能进行理论计算研究.结果表明, Si_5团簇最低能量构型为笼型结构,纯Si_5团簇不能有效吸附氢分子. Li原子的引入显著改善了Si_5团簇的储氢能力.以六个Li原子穴位修饰Si_5团簇为载体,每个Li原子周围可以有效吸附三个氢分子,其氢分子的平均吸附能为2.395 kcal/mol,储氢密度可达16.617 wt%.合适的吸附能和较高储氢密度表明Li修饰Si_5团簇有望成为理想的储氢材料.